Тепловые расчеты SW Simulation, вопросы

[amethysty 0]

Добрый день.

ПРоектирую сложные корпусные детали, и в последнее время понадобилось знать распределение тепла в ней.

Так как корпус сложный, ручками проблематично будет считать.

 

Прошу прощения, если вопросы глупе, все с чегото начинали, мне для более комфортного изучения нужна какая то база (про туториал я вкурсе)

Заранее спасибо

 

Начал методом тыка смотреть что да как:

 

1) Рис.1

На выделенный участок ложится нагервательный элемент.

Как правильно этот элемент обозначить?

   а) Нарисовать кубик и задать ему тепловую мощность?

   б) Задать плоскости тепловую мощность?

 

 

2) Конвекция

   При назначении конвекции на грани тела, учитывается направление конвекции?

 

3) Воздух

   Если внутри куба поместить определенное тело с тепловой мощностью, будет ли осуществляться нагрев полгого пространства? Или надо будет построить этот объем и назначить ему характеристики воздуха?

 

4) что такое "набор контактов"? и чем он отличается от "контактов компонентов"?

[MotorManiac 130]

Как правильно этот элемент обозначить?

 

 

Лучше кубиком, тогда учтете охлаждение самого элемента

 

Если внутри куба поместить определенное тело с тепловой мощностью, будет ли осуществляться нагрев полгого пространства? Или надо будет построить этот объем и назначить ему характеристики воздуха?

 

 

Нет теплоносителя - нечему греться

[amethysty 0]

ПРи назначении кубика, мощность задавать только одной грани? Или всем?

 

Ступор с коэффициентом конвективной теплоотдачи появился =)

[amethysty 0]

Кстати, столкнулся с проблемой поиска коэффициента конвективной теплоотдачи, так как пока не ясно, по каким формулам его считать...

 

Что если вместо коэффициента,  сделать тело с материалом возду и сопряжением соединить со стенкой.

 

[kristeen 355]

Что если вместо коэффициента,  сделать тело с материалом возду и сопряжением соединить со стенкой.

Это будет приблизительно эквивалентно тому, что Вы на свой радиатор насадите кубик из поролона. Теплопроводность поролона ~= теплопроводности воздуха в порах. Конвективный теплообмен полностью исключается.

[ccc44 53]

Кстати, столкнулся с проблемой поиска коэффициента конвективной теплоотдачи, так как пока не ясно, по каким формулам его считать...

 

Что если вместо коэффициента,  сделать тело с материалом возду и сопряжением соединить со стенкой.

Совсем недавно этот вопрос дискутировался

http://cccp3d.ru/topic/69265-simuliatciia-nagreva-tela/

[amethysty 0]

Эх, тогда я запутался с этим коэффициентом.

Была бы бы стенка а заданными  параметрами, коэффициент было бы не сложно посчитать. Тут получется радиатор имеет один объем, плоскость, через которую входит мощность другой... И как это считать, фиг знает. Методику так и не смог найти, даже нашел старые лекции, которые читали в институте. Там только элементарные примеры

[MotorManiac 130]

И как это считать

 

 

По уравнению Ньютона-Рихмана, распишите тепловые потоки от элемента к внутреннему воздуху - от внутр. воздуха к стенки и от стенки к окружающему воздуху. Простенькая системка из 3-х уравнений, из нее найдете все равновесные температуры которые вам интересны. 

[amethysty 0]

У меня получается тепловая нагрузка прикладывается к маленькой поверхности

тепловой поток допустим посчитаю по формуле q=Q/F

А дальше как? Ведь я не знаю площадь поверхности, через который он будет выходить.

 

В уравнении Н-Р и стоит этот саый коэффициент теплоотдачи, который мне нужен.

[amethysty 0]

Через уравнение первого рода не получается, так как нам не известна температура тела =\

Хотя, ее можно попробовать через другое уравнение получить

[MotorManiac 130]

Ах вот какая система, тогда нужно подключать сюда внутреннюю задачу, аналитического решения для которой нету в данном случае - поэтому ситайте в мкэ

 

саый коэффициент теплоотдачи, который мне нужен

 

 

Разве это проблема ? для свободной конвекции возьмите 5 - 10 Вт/м2*градус

P.S. Если у вас привалочная поверхность к которой подводится тепловой поток, идет на всю ширину радиатора, то целесообразно решить задачу в 2д постановке с симметрией.

[kristeen 355]

поэтому ситайте в мкэ

Или мко  

[amethysty 0]

MotorManiac

Пробелма была в том, что коэффициент плавающий, и я не знал, какой именно поставить. В теории, 5Вт/м2*град соответствует стационарной окружающей среде?

 

PS что такое мкэ и мко?

[kristeen 355]

что такое мкэ и мко?

МКЭ = метод конечных элементов. Он используется в приложении SolidWorks Simulation, в котором Вы уже пытались посчитать свою задачу, смоделировав воздух кубиком с теплопроводностью воздуха.

МКО = метод конечных объемов. Это приложение SolidWorks Flow Simulation. Этот раздел как раз и посвящен ему. И здесь уже есть возможность смоделировать течение воздуха, коэф. конвекции программа вычислит сама. Более того, в программе есть пример именно с расчетом радиатора. И еще более этого, по расчетам радиаторов уже есть в этом разделе минимум три темы.

[MotorManiac 130]

В теории, 5Вт/м2*град соответствует стационарной окружающей среде?

 

Вы его никогда точно не вычислите, для свободной конвекции обычно я принимаю 5 - 20, ну возьмите 5 из-за относительного заужения каналов радиатора и ваших градиентов температур для данной задачки.

[amethysty 0]

Спасибо, сейчас в SilidSim пробую.

 

Вопрос по направлению конвекции...

 

ПРавильно ли я понял, что именно коэффициент учитывает ее? То есть там, где больший объем воздуха, коэффициент больше и наоборот, да?

[MotorManiac 130]

ПРавильно ли я понял, что именно коэффициент учитывает ее? То есть там, где больший объем воздуха, коэффициент больше и наоборот, да?

 

 

Нет, коэф-ент конв. теплообмена эта функция от Re Nu и Gr по моему, от Рейнольдса сильно зависит - по сути от скорости натекания теплоносителя и способа натекание на поверхность.

[amethysty 0]

Вчера кавырялся в формулах и не понял, как его вывести.

 

Насколько я помню, Рейнольдс используется при вынужденной конвекции, чтобы определить тип течения.

 

Найду число Нуссельта при естественной конвекции (предварительно посчиталв Gr и Pr). А дальше что? Запутался совсем =)) уж извините

Изменено 22 августа 2014 пользователем amethysty

[MotorManiac 130]

Не нужно вам его считать ) в это нет никакой необходимости, возьмите табулированное значение лучше. 

[amethysty 0]

MotorManiac

Пара уточняющих вопросов

1) Если радиатор расположить в простанстве ребрами вниз, коэффициент будет один. Если стоит ребрами вверх, то он будет другой. Как я понял, надо выбирать в пределах от 5-20

Как правильно выбирать нужный коэффициент?

2) Зависит ли он от высоты ребер?